水稻瘤矮病毒(RGDV)外层衣壳蛋白 P8的同源模建
高芳銮(Raindy)
同源模建(homology modeling) ，也叫比较模建(Compatative modeling)，其前提是一个或多个同源蛋白质的结构已知，当两个蛋白质的序列同源性高于35%，一般情况下认为它们的三维结构基本相同；序列同源性低于30%的蛋白质难以得到理想的结构模型。

同源模建是目前最为成功且实用的蛋白质结构预测方法，
SWISS-MODEL 是由SwissProt 提供的目前最著名的蛋白质三级结构预测服务器，创建于1993年，面向全世界的生物化学与分子生物学研究工作者提供免费的自动模建服务。

SWISS-MODEL 服务器提供的同源模建有两种工作模式：首选模式(First Approach mode)和
项目模式(Project mode)。

本实例以RGDV P8蛋白为研究对象采用首选模式进行同源模建。

图1 SWISS-MODEL 的主界面
操作流程如下：
1.选择模式 单击左侧的“MENU ”菜单下方的“First Approach mode ”，右侧窗口自动SWISS-MODEL 工作窗口，在相应文本框中分别输入的E-mail 、项目标题、待模建的蛋白质序列，SWISS-MODEL 支持以FASTA 格式直接输入或提交UniProt 的登录号，如图2所示。

《生物信息学分析实践》样
稿
图2 SWISS-MODEL 的序列提交页面
2.参数设置 当前版本只有一个选项可设置，如果用户需要使用指定的模板，可在“Use a specific template ”后的输入框填入ExPDB 晶体图像数据库中的模板代码，其格式为“PDBCODE+ChainID ”，如“1uf2P ”。

本例不使用指定模板，默认留空。

完毕，点击“Submit Modeling Request ”提交模建请求，服务器返回提交成功的提示，如图3所示：
图3 成功提交
SWISS-MODEL WORKSPACEW 页面会自动刷新，直至模建完成，如图4所示，同时模建结果也会发送到指定的邮箱。

3结果解读 点击下图右上方的“Print/Save this page as ”后的图标，可以将整个结果以PDF 文档格式保存到本地计算机中。

模建结果给出了五个部分的信息：模建详情(Model Details)、比对信息(Alignment)、模建评价 (Anolea/Gromos/Verify3D)、模建日志(Modelling log)、模板选择日志(Template Selection Log)。

《生物信息学分析实践》样稿
图4 SWISS-MODEL 服务器返回的模建结果 (1)模型详情(Model Details) 从模型信息可知，本例中的RGDV P8蛋白是基于RDV 原子结构1fu2的P 链模建的，两者序列一致性达到49.883%。

模建结构可以使用DeepView 软件直接查看，也可以下载到本地计算机上查看。

如需下载，可以点击“Download model ”后的pdb 链接下载目的蛋白模建结构的PDB 文件，模板结构的PDB 文件也可以点击1uf2P 下载到本地计算机上。

(2) 比对信息(Alignment) SWISS-MODEL 详细列出目的蛋白与模板的比对信息及二级结构信息，其中h 表示α螺旋，s 表示β折叠，如下图所示：
图5 SWISS-MODE 的比对信息
(3) 模建评价 SWISS-MODEL 提供了三种模建质量评价方法，分别是Anolea 、Gromos 、Verify3D ，可以在每个方法后的单选框选择“on ”按钮进行显示…，如图6 所示，绿色区域表示合适空间的结构，红色区域表示不合适的空间结构。

Anolea 和Gromos 分数越低表示模建越正确，Verify3D 中分数越高越正确。

《
生物信息学分析实践》样
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图6 SWISS-MODEL 模建质量评价分析 (4)模建日志(Modelling log) SWISS-MODEL 模建过程的信息，包括载入模板、载入序列、序列比对等。

(5)模板选择日志(Template Selection Log) 显示模板搜索的范围及其过程等相关信息。

4.模型输出 根据SWISS-MODEL 返回的结果信息，可使用SWISS-PDBViewer 软件进行分析目的蛋白与模板结构，并根据模建质量评价，对目的蛋白结构进行优化调整。

最后，使用PyMOL 软件渲染后输出，效果图如图7所示。

图7 由SWISS-MODEL 同源模建的RGDV P8蛋白三级结构图 红色为α-螺旋，黄色为β-折叠，绿色为无规则卷曲，蓝色是跨膜区 《生物信息学分析实践》样稿。